ES3041616T3 - Forming system - Google Patents

Forming system

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ES3041616T3
ES3041616T3 ES21189632T ES21189632T ES3041616T3 ES 3041616 T3 ES3041616 T3 ES 3041616T3 ES 21189632 T ES21189632 T ES 21189632T ES 21189632 T ES21189632 T ES 21189632T ES 3041616 T3 ES3041616 T3 ES 3041616T3
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metal pipe
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pipe material
preliminary
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Masayuki Ishizuka
Masayuki SAIKA
Norieda UENO
Takashi Komatsu
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

El sistema de conformado descrito expande y da forma a un tubo metálico dentro de un molde. Este sistema incluye un aparato de conformado preliminar que da forma inicial al material del tubo, un aparato de conformado con una unidad de suministro de gas que inyecta gas en el material previamente conformado y calentado para expandirlo, y un cuerpo principal al que se acopla el molde. También incluye un dispositivo de corte que corta al menos una parte del tubo conformado. La unidad de suministro de gas está dispuesta de forma que no se encuentre sobre la primera línea recta que conecta el aparato de conformado preliminar con el cuerpo principal, ni sobre la segunda línea recta que conecta el dispositivo de corte con el cuerpo principal, también en planta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de formación
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de moldeado (sistema formador) que forma una tubería metálica. Técnica anterior
En la técnica relacionada, se conoce un aparato de formación que realiza el formado suministrando gas a un material de la tubería metálica calentado para expandir el material de la tubería metálica. Por ejemplo, un aparato de formación divulgado en el documento JP 3761820 B incluye una matriz superior y una matriz inferior que están en un par, una unidad de sujeción que mantiene un material de la tubería metálica entre la matriz superior y la matriz inferior, y una unidad de suministro de gas que suministra gas al material de la tubería metálica mantenido por la unidad de sujeción. En este aparato de formación, el material de la tubería metálica se expande mediante el suministro de gas en el material de la tubería metálica en el estado en que el material de la tubería metálica se mantiene entre la matriz superior y la matriz inferior, y es posible formar el material de la tubería metálica en la forma correspondiente a las formas de las matrices.
El documento WO 2006/085812 A1 divulga una unidad de hidroformado y se utilizó como base para el preámbulo de la reivindicación 1. Específicamente, la unidad de hidroformado comprende un molde que puede abrirse y unos dispositivos de sellado para sellar los extremos de una pieza en bruto con forma de tubo colocada en el molde, en los que cada uno de los dispositivos de sellado comprende un anillo con una pared delgada que encaja en la superficie interior del tubo, y un tapón que puede desplazarse en una dirección axial montado axialmente dentro del anillo, y un dispositivo para extraer inicialmente el tapón hacia fuera para poner el anillo bajo tensión elástica contra el interior de la pieza en bruto con forma de tubo, de modo que el tapón y el anillo formen juntos un sello.
El documento US 7.266.982 B1 divulga un aparato y un método para formar una pieza de trabajo en un producto útil utilizando un fluido a presión, también denominado "hidroformado". La pieza de trabajo puede ser un tubo o una o varias láminas de un material. El aparato tiene una cámara adaptada para contener una cantidad de un fluido, un medio de hidroformado posicionado dentro de la cámara, y medios para sumergir sustancialmente la pieza de trabajo en el fluido antes, durante y después de la operación de hidroformado. Las matrices encierran la pieza de trabajo y proporcionan una cavidad de la forma deseada contra la cual la pieza de trabajo es expandida por el fluido presurizado. La cámara puede estar abierta o cerrada a la atmósfera durante el operando y la temperatura del fluido y/o el nivel pueden ser controlados.
Sumario de la invención
Problema técnico
Aquí, el formado preliminar tal como el doblado se realiza por adelantado antes de que se expanda el material de la tubería metálica. Además, se puede cortar la tubería metálica formada por expansión. En este caso, en el que el material de la tubería metálica se somete continuamente a una serie de operaciones de conformación preliminar, conformación y corte, si se dispone una unidad de suministro de gas en un recorrido en el que el material de la tubería metálica se transporta desde un aparato de formación preliminar hasta un aparato de formación, la unidad de suministro de gas se convierte en un obstáculo cuando se transporta el material de la tubería metálica. En consecuencia, se considera un método en el que la unidad de suministro de gas se mueve de manera que se separa en gran medida de la porción del cuerpo principal del aparato de formación cuando se transporta el material de la tubería de metal. En este caso, existe el problema de que aumenta el tamaño de un mecanismo móvil para mover la unidad de suministro de gas. Además, se requiere tiempo para mover en gran medida la unidad de suministro de gas, y existe el problema de que se alarga el tiempo del ciclo de formación de la tubería metálica. En este caso, cuando la unidad de suministro de gas está dispuesta en un recorrido en el que la tubería metálica formada se transporta desde el aparato de formación hasta un dispositivo de corte, pueden producirse problemas similares.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de conformación en el que una unidad de suministro de gas de un aparato de formación no obstruya un material de la tubería metálica que se transporta desde un aparato de formación preliminar a un aparato de formación y una tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación a un dispositivo de corte.
Solución al problema
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de suministro que expande y forma una tubería metálica en una matriz, tal como se establece en la reivindicación 1. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de suministro que expande y forma una tubería metálica en una matriz, tal como se establece en la reivindicación 4. Las realizaciones preferentes de la presente invención pueden deducirse de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con el sistema de formación, la unidad de suministro de gas se proporciona para no estar dispuesta en la primera línea recta que conecta el aparato de formación preliminar y la porción de cuerpo principal en una vista en planta y la segunda línea recta que conecta el dispositivo de corte y la porción de cuerpo principal en una vista en planta. En consecuencia, en un caso en el que el material de la tubería metálica formado preliminarmente se transporta desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación, la unidad de suministro de gas no está dispuesta en la primera línea recta que es una porción de un recorrido de transporte del material de la tubería metálica. Por lo tanto, la unidad de suministro de gas del aparato de formación no obstruye el material de la tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación. En este caso, la unidad de suministro de gas no está dispuesta en la segunda línea recta, que es una porción del recorrido de transporte de la tubería de metal. Por consiguiente, la unidad de suministro de gas del aparato de formación no obstruye la tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación hasta el dispositivo de corte. Por lo tanto, de acuerdo con el sistema de formación, ya que no es necesario aumentar un tamaño de un mecanismo de movimiento para mover la unidad de suministro de gas y en gran medida mover la unidad de suministro de gas, la unidad de suministro de gas no obstruye el material de la tubería de metal que se transporta desde el aparato de formación preliminar para el aparato de formación, y la tubería de metal que se transporta el aparato de formación para el dispositivo de corte.
Además, en un caso en el que las direcciones horizontales ortogonales entre sí con respecto a un centro del aparato de formación son la primera dirección y la segunda dirección, el aparato de formación preliminar y el dispositivo de corte pueden estar dispuestos en un lado en la primera dirección desde el aparato de formación, el aparato de formación preliminar puede estar dispuesto en un lado en la segunda dirección desde el aparato de formación, y el dispositivo de corte puede estar dispuesto en el otro lado en la segunda dirección desde el aparato de formación.
De acuerdo con el sistema de formación, el aparato de formación preliminar, el aparato de formación y el dispositivo de corte no están dispuestos en una fila en la dirección horizontal, y, por ejemplo, pueden estar dispuestos en forma de V, en forma de U, o similares en una vista en planta. En consecuencia, en comparación con un caso en el que el aparato de formación preliminar, el aparato de formación y el dispositivo de corte están simplemente dispuestos en una fila, es posible disminuir un sitio de emplazamiento del sistema de formación.
Aquí, un par de las unidades de suministro de gas se proporcionan en la segunda dirección en un estado en el que el centro del aparato de formación se interpone entre las unidades de suministro de gas. En este caso, por ejemplo, cuando el material de la tubería metálica se transporta desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación, es posible disponer el aparato de formación preliminar con respecto al aparato de formación de manera que el par de unidades de suministro de gas que están dispuestas en el aparato de formación no interfieran con el material de la tubería metálica.
Además, el sistema de formación puede incluir adicionalmente un dispositivo de manipulación que transporta el material de la tubería metálica desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación, y el dispositivo de manipulación puede estar dispuesto en un lado en la primera dirección desde el aparato de formación, y puede estar dispuesto entre el aparato de formación preliminar y el dispositivo de corte. En este caso, es posible disponer el dispositivo de manipulación que transporta el material de la tubería metálica de tal manera que el material de la tubería metálica transportado no interfiera con diversos componentes, como la unidad de suministro de gas del aparato de formación.
Además, el sistema de formación puede incluir adicionalmente una pared que se proporciona en el otro lado en la primera dirección desde el aparato de formación, y una fuente de suministro de gas que se proporciona en el otro lado en la primera dirección desde la pared y proporciona el gas a la unidad de suministro de gas. De este modo, dado que la pared está dispuesta en los lados opuestos al aparato de formación preliminar y al dispositivo de corte en el estado en el que el aparato de formación se interpone entre ellos, es posible disminuir una distancia entre la pared y el aparato de formación en la primera dirección. En consecuencia, es posible disminuir adicionalmente el área de emplazamiento del sistema de formación.
Además, en un caso en el que las direcciones horizontales ortogonales entre sí con respecto a un centro del aparato de formación son la primera dirección y la segunda dirección, la unidad de suministro de gas puede estar separada del centro del aparato de formación y puede proporcionarse en la primera dirección, y el aparato de formación preliminar, el aparato de formación y el dispositivo de corte pueden disponerse en la segunda dirección.
De acuerdo con este sistema de formación, en un caso en el que el material de la tubería metálica formado preliminarmente se transporta desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación dispuesto en la segunda dirección, puesto que la unidad de suministro de gas no está dispuesta en el recorrido de transporte del material de la tubería metálica, la unidad de suministro de gas del aparato de formación no obstruye el material de la tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación. Además, en un caso en el que la tubería metálica formada se transporta desde el aparato de formación hasta el dispositivo de corte dispuesto en la segunda dirección, dado que la unidad de suministro de gas no está dispuesta en el recorrido de transporte de la tubería metálica, la unidad de suministro de gas del aparato de formación no obstruye la tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación hasta el dispositivo de corte. En consecuencia, es posible disponer la unidad de suministro de gas de modo que quede separada del centro del aparato de formación en la primera dirección, es posible disponer el aparato de formación preliminar, el aparato de formación y el dispositivo de corte en la segunda dirección ortogonal a la primera dirección, y es posible disminuir el área de emplazamiento del sistema de formación.
Además, un par de las unidades de suministro de gas puede proporcionarse en la primera dirección en un estado en el que el centro del aparato de formación está interpuesto entre las unidades de suministro de gas. En este caso, es posible disponer el aparato de formación preliminar con respecto al aparato de formación de tal manera que el par de unidades de suministro de gas no interfieran con el material de la tubería metálica cuando el material de la tubería metálica se transporta desde el aparato de formación preliminar al aparato de formación. Además, es posible disponer el dispositivo de corte con respecto al aparato de formación de manera que el par de unidades de suministro de gas no interfiera con la tubería metálica cuando ésta se transporta desde el aparato de formación hasta el dispositivo de corte.
Además, el aparato de formación preliminar, el aparato de formación, y el dispositivo de corte están dispuestos en este orden en la segunda dirección. En este caso, es posible realizar de forma secuencial y continua una serie de un proceso preliminar de formación, un proceso de formación y un proceso de corte en el material de la tubería metálica (tubería metálica).
Efectos ventajosos de la invención
De acuerdo con el aspecto de la presente invención, es posible proporcionar un sistema de conformación en el que la unidad de suministro de gas del aparato de formación no obstruye el material de la tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación preliminar hasta el aparato de formación y la tubería metálica que se transporta desde el aparato de formación hasta el dispositivo de corte.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista esquemática en planta de un sistema de formación según una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista esquemática de configuración de un aparato de formación y un mecanismo de soplado. Las figuras 3A y 3B son vistas en sección tomadas a lo largo de la línea MI-MI mostrada en la figura 2, y son vistas en sección esquemáticas de una matriz de formación por soplado.
Las figuras 4A a 4C son vistas ampliadas alrededor de un electrodo, la figura 4A es una vista que muestra un estado en el que el electrodo mantiene un material de la tubería metálica, la figura 4B es una vista que muestra un estado en el que un miembro de sellado se apoya en el electrodo, y la figura 4C es una vista frontal del electrodo. La figura 5 es una vista que muestra un proceso de fabricación realizado por el aparato de formación, la figura 5(a) es una vista que muestra un estado en el que el material de la tubería de metal se coloca en la matriz y la figura 5(b) es una vista que muestra un estado en el que el material de la tubería de metal está sujeto por el electrodo. La figura 6 es una vista que muestra un proceso de formación por soplado realizado por el aparato de formación y un flujo después del proceso de formación por soplado.
Las figuras 7A a 7E son vistas que muestran el material de la tubería metálica y una tubería metálica, la figura 7A es una vista que muestra el material de la tubería metálica antes de realizar el formado preliminar, la figura 7B es una vista que muestra el material de la tubería metálica después de realizar el formado preliminar, la figura 7C es una vista que muestra el material de la tubería metálica durante el formado, la figura 7D es una vista que muestra la tubería metálica después del formado, y la figura 7E es una vista que muestra la tubería metálica después de cortar las porciones de los extremos.
Las figuras 8A a 8C son vistas que muestran otro ejemplo de la operación de la matriz de formación por soplado y un cambio de forma del material de la tubería metálica, la figura 8<a>es una vista que muestra un estado en el que el material de la tubería metálica se coloca en la matriz de formación por soplado, la figura 8B es una vista que muestra un estado en el que se realiza la formación por soplado, y la figura 8C es una vista que muestra una sección de brida formada por una prensa.
La figura 9 es una vista esquemática en planta del sistema de formación de acuerdo con otra realización de la presente invención.
Descripción de las realizaciones
A continuación, se describirá una realización preferida de un sistema de formación de acuerdo con la presente invención con referencia a los dibujos. Además, en cada dibujo, se asignan los mismos números de referencia a las mismas porciones o a las porciones correspondientes, y se omiten las descripciones superpuestas de las mismas.
Configuración del sistema de formación
La figura 1 es una vista esquemática en planta de un sistema de formación de la presente realización. Como se muestra en la figura 1, un sistema de formación 1 incluye principalmente un aparato de formación preliminar 2 que forma preliminarmente un material de la tubería metálica, un aparato de formación 10 que forma el material de la tubería metálica formado preliminarmente, y un dispositivo de corte 3 que corta al menos una porción de la tubería metálica formada. Además de las configuraciones descritas anteriormente, el sistema de conformación 1 incluye una fuente de suministro de gas 4 que proporciona gas a alta presión (gas) al aparato de formación 10, una pared 5 que se proporciona entre el aparato de formación 10 y la fuente de suministro de gas 4, un primer dispositivo de manipulación 6 que transporta el material de la tubería metálica formado preliminarmente desde el aparato de formación preliminar 2 al aparato de formación 10, un segundo dispositivo de manipulación 7 que transporta la tubería metálica formada desde el aparato de formación 10 al dispositivo de corte 3, y un recorrido 8 a través del cual se proporciona el gas desde la fuente de suministro de gas 4 al aparato de formación 10.
En las siguientes descripciones, una tubería formada por el aparato de formación 10 se denomina tubería metálica 80 (referirse a la figura 7D), y una tubería en una etapa antes de ser formada por el aparato de formación 10 se denomina materiales de la tubería metálica 14 a 14B (referirse a las figuras 7A y 7C). Además, una tubería en la que ambas porciones de extremo 80c y 80d de la tubería metálica 80 son cortadas por el dispositivo de corte 3 se denomina tubería metálica 90 (referirse a la figura 7E).
Además, en lo sucesivo, para explicación, en una vista en planta como se muestra en la figura 1, las direcciones horizontales ortogonales entre sí con respecto al centro del aparato de forma 10 se denominan respectivamente una dirección X (primera dirección) y una dirección Y (segunda dirección). El aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3 están dispuestos un lado (en lo sucesivo, denominado simplemente un lado en la dirección X) en la dirección X desde el aparato de formación 10. Además, el aparato de formación preliminar 2 está dispuesto en un lado (en lo sucesivo, simplemente denominado un lado en la dirección Y) en la dirección Y desde el aparato de formación 10, y el dispositivo de corte 3 está dispuesto en el otro lado (en lo sucesivo, simplemente denominado el otro lado en la dirección Y) en la dirección Y desde el aparato de formación 10. Es decir, el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 están dispuestos en forma de V (o en forma de U) en una vista en planta. El aparato de formación preliminar 2 y el aparato de formación 10 (por ejemplo, el centro del aparato de formación preliminar 2 y el centro del aparato de formación 10) están conectados entre sí por una primera línea recta L1 en una vista en planta, y el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 (por ejemplo, el centro del aparato de formación 10 y el centro del dispositivo de corte 3) están conectados entre sí por una segunda línea recta L2 en una vista en planta.
La pared 5 se proporciona en el otro lado (en lo sucesivo, denominado simplemente el otro lado en la dirección X) en la dirección X desde el aparato de formación 10, y la fuente de suministro de gas 4 se proporciona en el otro lado en la dirección X desde la pared 5.
El primer aparato de manipulación 6 está dispuesto en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto entre el aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3. Más concretamente, el primer dispositivo de manipulación 6 está dispuesto en uno de los lados en la dirección Y entre el aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3. El segundo dispositivo de manipulación 7 está dispuesto en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto entre el primer dispositivo de manipulación 6 y el dispositivo de corte 3. Más concretamente, el segundo dispositivo de manipulación 7 está dispuesto en el otro lado en la dirección Y entre el aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3.
El aparato de formación preliminar 2 es un aparato que realiza una conformación preliminar sobre el material de la tubería metálica 14 transportado y deforma el material de la tubería metálica 14 en una forma deseada. En este caso, la conformación preliminar significa la deformación plástica que se realiza sobre el material de la tubería metálica 14 antes de que la tubería metálica 80 sea formada por el aparato de formación 10. Por ejemplo, para el formado previo, existen varias formas de trabajar el plástico, como el doblado o el gofrado. En la presente realización, el aparato de formación preliminar 2 realiza el doblado (doblado previo) en una posición predeterminada del material de la tubería metálica 14. En consecuencia, por ejemplo, el aparato deformación preliminar 2 incluye un componente para mantener el material de la tubería metálica 14, un componente que aplica una presión al material de la tubería metálica 14 sujetado para doblar el material de la tubería metálica 14, o similares.
El aparato de formación 10 es un aparato que deforma el material de la tubería metálica 14A (referirse a la figura 7B) formado preliminarmente en una forma deseada usando una matriz de formación por soplado (matriz) 13 (referirse a la figura 2) uniendo a una porción de cuerpo principal 100 para obtener la tubería metálica 80. El aparato de formación 10 incluye un mecanismo de soporte de la tubería 30 (referirse a la figura 2) que mantiene la porción final del material de la tubería metálica 14A, y un par de mecanismos de suministro de gas (unidades de suministro de gas) 40 y 40 que suministran gas al material de la tubería metálica 14A para expandir el material de la tubería metálica 14A. El par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 están dispuestos en la dirección Y en el estado en el que el centro del aparato de formación 10 se interpone entre ellos. Cada uno de los dos mecanismos de suministro de gas 40 y 40 está conectado a la fuente de suministro de gas 4 a través del recorrido 8. Cada uno de los pares de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no está dispuesto sobre la primera línea recta L1 y la segunda línea recta L2 mostradas en la figura 1. A continuación se describirán detalles de las configuraciones adicionales del aparato de formación 10 y detalles del método de formación realizado por el aparato de formación 10. Sin embargo, el centro de la porción de cuerpo principal 100 en una vista en planta se solapa con el centro del aparato de formación 10 en una vista en planta.
El dispositivo de corte 3 es un dispositivo que corta al menos una porción de la tubería metálica 80 formada para obtener la tubería metálica 90. Por ejemplo, como método para cortar la tubería metálica 80 mediante el dispositivo de corte 3, existen varios procesos de corte, como el procesamiento por láser, el procesamiento por prensa o el procesamiento por corte de alambre. En la presente realización, el dispositivo de corte 3 irradia las porciones de extremo 80c y 80d (referirse a la figura 7D) de la tubería metálica 80 que no están formadas con láser para cortar las porciones de extremo 80c y 80d. Por ejemplo, la tubería metálica 90 que se forma mediante el corte por láser se somete a un rectificado o similar para ser enviada como producto.
La fuente de suministro de gas 4 es un dispositivo que suministra gas a alta presión al par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 a través del recorrido 8. Por ejemplo, la fuente de suministro de gas 4 incluye un compresor y un tanque de aire, y realiza el formado del material de la tubería metálica 14A instalada en el aparato de formación 10 utilizando el gas a alta presión suministrado por la fuente de suministro de gas 4 (los detalles se describirán más adelante). Por ejemplo, el gas de alta presión utiliza aire a alta presión, nitrógeno a alta presión o similares.
La pared 5 está instalada entre el aparato de formación 10 y la fuente de suministro de gas 4 en la dirección X, y es una pared de hormigón que se extiende en la dirección Y. Dado que la pared 5 está dispuesta en los lados opuestos al aparato de formación preliminar 2 y al dispositivo de corte 3 en el estado en el que el aparato de formación 10 está interpuesto entre los mismos, es posible disminuir la distancia entre la pared 5 y el aparato de formación 10 en la dirección X. Por ejemplo, la pared 5 puede utilizarse como una pared protectora cuando el aparato de formación 10 o la fuente de suministro de gas 4 están dañados.
El primer dispositivo de manipulación 6 es un dispositivo que transporta el material de la tubería metálica 14A desde el aparato de formación preliminar 2 hasta el aparato de formación 10. Por ejemplo, como primer dispositivo de manipulación 6, se utiliza un brazo robótico de múltiples ejes, un alimentador de transferencia o similar. En la presente realización, desde el punto de vista del material de la tubería metálica 14A que se instala en una posición predeterminada en el aparato de formación 10, se utiliza un brazo robótico. Cuando el primer dispositivo de manipulación 6 transporta el material de la tubería metálica 14A, el primer dispositivo de manipulación 6 está dispuesto de tal manera que el material de la tubería metálica 14A no entra en contacto o no interfiere con un mecanismo de suministro de gas 40 del aparato de formación 10.
El segundo dispositivo de manipulación 7 es un dispositivo que transporta la tubería metálica 80 desde el aparato de formación 10 hasta el dispositivo de corte 3. Por ejemplo, como segundo dispositivo de manipulación 7, se utiliza un brazo robótico de ejes múltiples, un alimentador de transferencia o similar. En la presente realización, desde el punto de vista de la tubería metálica 80 que se instala en una posición predeterminada en el dispositivo de corte 3, se utiliza un brazo robótico. El segundo dispositivo de manipulación 7 está dispuesto de tal manera que el otro mecanismo de suministro de gas 40 del aparato de formación 10 no obstruye la tubería metálica 80 transportada.
Configuración del aparato de formación y del mecanismo de soplado
La figura 2 es una vista esquemática de configuración del aparato de formación y un mecanismo de soplado. Como se muestra en la figura 2, el aparato de formación 10 que forma el tubo metálico 80 está configurado con una matriz de formación por soplado 13 que incluye la matriz superior 12 y la matriz inferior 11, un corredera 82 que mueve al menos una de la matriz superior 12 y la matriz inferior 11, una sección de accionamiento 81 que genera una fuerza de accionamiento para mover la corredera 82, un mecanismo de sujeción del tubo 30 que sujeta el material del tubo metálico 14A entre la matriz superior 12 y la matriz inferior 11, el par de mecanismos de suministro de gas 40 que suministran gas a alta presión (gas) al material del tubo metálico 14a que es sujetado por el mecanismo de sujeción del tubo 30, un mecanismo de calentamiento (unidad de calentamiento) 50 que suministra energía al material del tubo metálico 14A sujeto por el mecanismo de sujeción del tubo 30 para calentarlo, una unidad de control 70 que controla las operaciones de la sección de accionamiento 81, el mecanismo de sujeción del tubo 30 y la matriz de formación por soplado 13 y el mecanismo de calentamiento 50, y un mecanismo de circulación de agua 72 que enfría forzosamente la matriz de formación por soplado 13 con agua. Además, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 están conectados a un mecanismo de soplado 60 que suministra gas a alta presión.
La unidad de control 70 controla una serie de controles tales como un control para cerrar la matriz de formación por soplado 13 cuando el material de la tubería metálica 14A se calienta a una temperatura de enfriamiento (temperatura del punto de transformación AC3 o más) o un control para soplar gas a alta presión en el material de la tubería metálica 14A calentado. En consecuencia, la unidad de control 70 controla la operación del mecanismo de soplado 60 además de la operación del mecanismo de soporte de la tubería 30, el mecanismo de calentamiento 50, o similares.
La matriz inferior 11 está fijada a una base grande 15. La matriz inferior 11 está configurada como un gran bloque de acero e incluye una cavidad (porción rebajada) 16 en su superficie superior. Además, se proporcionan espacios de alojamiento de electrodos 11a alrededor de los extremos derecho e izquierdo (extremos derecho e izquierdo en la figura 1) de la matriz inferior 11, y en los espacios de alojamiento de electrodos 11a se proporcionan un primer electrodo 17 y un segundo electrodo 18 que están configurados para ser móviles hacia arriba y hacia abajo mediante un actuador(no mostrado). En las superficies superiores del primer electrodo 17 y del segundo electrodo 18 (referirse a la figura 4C) se han formado respectivamente ranuras rebajadas semicirculares 17a y 18a correspondientes a la superficie periférica exterior inferior del material de la tubería metálica 14A, y el material de la tubería metálica 14A puede disponerse de modo que quede encajado exactamente en las porciones de las ranuras rebajadas 17a y 18a. Además, en la superficie frontal (la superficie en la dirección exterior de la matriz) del primer electrodo 17 se forma una superficie rebajada 17b en la que la vecindad se inclina en forma de cono hacia la ranura rebajada 17a de modo que se rebaja, y en la superficie frontal del segundo electrodo 18 se forma una superficie rebajada 18b en la que la vecindad se inclina en forma de cono hacia la ranura rebajada 18a de modo que se rebaja. Además, se forma un paso de agua de refrigeración 19 en la matriz inferior 11, y se proporciona un termopar 21 que se inserta desde la porción inferior en el centro aproximadamente de la matriz inferior 11. El termopar 21 está soportado para ser móvil hacia arriba y hacia abajo por un muelle 22.
Además, el par de primer electrodo 17 y segundo electrodo 18 posicionados en el lado de la matriz inferior 11 configuran el mecanismo de sujeción de la tubería 30, y pueden soportar de forma elevable el material de la tubería metálica 14A entre la matriz superior 12 y la matriz inferior 11. Además, el termopar 21 sólo es un ejemplo de medio de medición de temperatura, y puede ser un sensor de temperatura de tipo sin contacto, como un termómetro de radiación o un termómetro óptico. Además, los medios de medición de la temperatura pueden omitirse siempre que pueda obtenerse una relación entre un tiempo de suministro de energía y una temperatura.
La matriz superior 12 incluye una cavidad (porción rebajada) 24 en la superficie inferior de la matriz superior y es un bloque de acero en el que está construido el paso de agua de refrigeración 25. La porción del extremo superior de la matriz superior 12 se fija a la corredera 82. Además, la corredera 82 a la que se fija la matriz superior 12 está suspendida por un cilindro de presurización 26, y está guiada de forma que la matriz superior 12 no se balancee lateralmente por los cilindros de guía 27. La sección de accionamiento 81 de acuerdo con la presente realización incluye un servomotor 83 que genera una fuerza de accionamiento para accionar la corredera 82. La sección de accionamiento 81 está configurada de una unidad de suministro de fluido que suministra un fluido (un fluido de trabajo en un caso en el que se adopta un cilindro hidráulico como cilindro de presurización 26) acciona el cilindro de presurización 26 al cilindro de presurización 26.
Como se ha descrito anteriormente, puesto que la matriz de formación por soplado 13 está unida a la porción de cuerpo principal 100, la porción de cuerpo principal 100 del aparato de formación 10 incluye al menos la base 15 y la corredera 82.
La unidad de control 70 controla la cantidad de fluido que se suministra al cilindro de presurización 26 controlando el servomotor 83 de la sección de accionamiento 81. En consecuencia, es posible controlar el movimiento de la corredera 82. Además, como se ha descrito anteriormente, la sección de accionamiento 81 no se limita a la sección de accionamiento que aplica la fuerza de accionamiento a la corredera 82 a través del cilindro de presurización 26. Por ejemplo, la sección de accionamiento 81 puede estar conectada mecánicamente a la corredera 82 y puede aplicar directa o indirectamente la fuerza de accionamiento generada por el servomotor 83 a la corredera 82. Por ejemplo, la sección de accionamiento 81 puede adoptar un mecanismo de accionamiento que incluye, un eje excéntrico, una fuente de accionamiento (por ejemplo, un servomotor, un reductor de velocidad, o similar) que aplica una fuerza rotatoria que rota el eje excéntrico y una unidad de conversión (por ejemplo, una biela, un manguito excéntrico, o similar) que convierte un movimiento de rotación del eje excéntrico en un movimiento lineal para mover una corredera. Además, en la presente realización, sólo se mueve la matriz superior 12. Sin embargo, la matriz inferior 11 puede moverse además de la matriz superior 12 o en lugar de la matriz superior 12. Además, en la presente realización, la sección de accionamiento 81 puede no incluir el servomotor 83.
Además, de forma similar a la matriz inferior 11, el primer electrodo 17 y el segundo electrodo 18 que están configurados para ser móviles hacia arriba y hacia abajo por un actuador (no mostrado) están proporcionados en espacios de alojamiento de electrodo 12a proporcionados alrededor de los extremos derecho e izquierdo (extremos derecho e izquierdo en la figura 2) de la matriz superior 12. En las superficies inferiores del primer electrodo 17 y del segundo electrodo 18 (referirse a la figura 4C) se forman respectivamente ranuras rebajadas semicirculares 17a y 18a correspondientes a la superficie periférica exterior superior del material de la tubería metálica 14A, y el material de la tubería metálica 14A puede encajarse exactamente en las ranuras rebajadas 17a y 18a. Además, la superficie cónica rebajada 17b en la que la proximidad está inclinada en forma cónica hacia la ranura rebajada 17a para estar rebajada, está formada en la superficie frontal (la superficie en la dirección exterior de la matriz) del primer electrodo 17, y la superficie cónica rebajada 18b en la que la proximidad está inclinada en forma cónica hacia la ranura rebajada 18a para estar rebajada, está formada en la superficie frontal del segundo electrodo 18. En consecuencia, el par de primer y segundo mecanismos 17 y 18 posicionados en el lado superior de la matriz 12 configuran el mecanismo 30 de soporte de la tubería, y si el material de la tubería metálica 14A se interpone en la dirección vertical por el par de primer y segundo electrodos 17 y 18 que están posicionados en el lado superior y en el lado inferior, el mecanismo 30 de soporte está configurado de tal manera que rodea el material de la tubería metálica 14A para entrar exactamente en estrecho contacto con toda la circunferencia exterior del material de la tubería metálica 14A.
Las figuras 3A y 3B muestran la sección transversal esquemática cuando la matriz de formación por soplado 13 se ve desde la dirección de la superficie lateral. Las figuras 3A y 3B son vistas en sección de la matriz de formación por soplado 13 tomadas a lo largo de la línea MI-MI de la figura 2, y muestran un estado de la posición de la matriz cuando se realiza el soplado. Como se muestra en las figuras 3A y 3B, la cavidad rectangular 16 se forma en la superficie superior de la matriz inferior 11. La cavidad rectangular 24 se forma en la superficie inferior de la matriz superior 12 en la posición orientada hacia la cavidad 16 de la matriz inferior 11. En un estado en el que la matriz deformación por soplado 13 está cerrada, la cavidad 16 de la matriz inferior 11 y la cavidad 24 de la matriz superior 12 se combinan, y se forma una porción de cavidad principal MC que es un espacio rectangular. Como se muestra en la figura 3A, el material de la tubería metálica 14A que está dispuesto en la porción de cavidad principal MC entra en contacto con la superficie de la pared interior de la porción de cavidad principal MC como se muestra en la figura 3B por expansión, y se forma en la forma (aquí, la sección transversal es una forma rectangular) de la porción de cavidad principal MC.
Como se muestra en la figura 2, cada uno del par de mecanismos de suministro de gas 40 incluye una unidad de cilindro 42, un vástago de cilindro 43 que se mueve hacia atrás de acuerdo con la operación de la unidad de cilindro 42, y un miembro de junta 44 que está conectado a la punta en el lado del mecanismo de soporte de la tubería 30 en el vástago de cilindro 43. La unidad de cilindro 42 está dispuesta para fijarse a la base 15 mediante un bloque 41. Una superficie cónica 45 que es cónica se forma en la punta de cada miembro 44 del sello. Una superficie cónica 45 está formada de manera que puede encajarse exactamente en la superficie cónica rebajada 17b del primer electrodo 17, y la otra superficie cónica 45 está formada de manera que puede encajarse exactamente en la superficie cónica rebajada 18b del segundo electrodo 18 (referirse a las figuras 4A a 4C). Un paso de gas 46 que se extiende desde el lado de la unidad de cilindro 42 hacia la punta y a través del cual fluye el gas a alta presión proporcionado por el mecanismo de soplado 60 está proporcionado en el miembro de cierre 44.
El mecanismo de calentamiento 50 incluye una fuente de alimentación 51, un cable conductor 52 que se extiende desde la fuente de alimentación 51 y está conectado al primer electrodo 17 y al segundo electrodo 18, y un interruptor 53 que se proporciona en el intermedio del cable conductor 52. La información se transmite desde (A) a la unidad de control 70, y la unidad de control 70 adquiere la información de temperatura del termopar 21 y controla el cilindro de presurización 26, el interruptor 53, o similares.
El mecanismo de circulación de agua 72 incluye un tanque de agua 73 en el que se recoge agua, una bomba de agua 74 que bombea y presuriza el agua recogida en el tanque de agua 73 y alimenta el agua al paso de agua de refrigeración 19 de la matriz inferior 11 y al paso de agua de refrigeración 25 de la matriz superior 12, y una tubería 75. Aunque se omite, en la tubería 75 puede proporcionarse una torre de refrigeración que disminuya la temperatura del agua o un filtro que purifique el agua.
El mecanismo de soplado 60 incluye una fuente de gas de alta presión 61, un acumulador 62 en el que se acumula el gas de alta presión suministrado desde la fuente de gas de alta presión 61, un primer tubo 63 que se extiende desde el acumulador 62 a la unidad de cilindro 42 una válvula de control de presión 64 y una válvula de conmutación 65 que se proporcionan en el intermedio del primer tubo 63, un segundo tubo 67 que se extiende desde el acumulador 62 hasta el paso de gas 46 formado en el miembro de sellado 44, y una válvula de cierre 68 y una válvula de retención 69 que se proporcionan en el intermedio del segundo tubo 67. Además, la fuente de suministro de gas 4 mostrada en la figura 1 está configurada de la fuente de gas de alta presión 61 y el acumulador 62 en el mecanismo de soplado 60. Además, el recorrido 8 mostrado en la figura 1 está configurado por el segundo tubo 67, la válvula de cierre 68 y la válvula de retención 69 en el mecanismo de soplado 60. En la presente realización, el recorrido 8 incluye el primer tubo 63, la válvula de control de presión 64 y la válvula de conmutación 65.
La válvula de control de presión 64 desempeña una función de suministro de gas a alta presión que tiene una presión de operación de acuerdo con la fuerza de empuje requerida desde el lado del miembro de cierre 44 a la unidad de cilindro 42. La válvula de retención 69 desempeña la función de prevenir que el gas a alta presión del segundo tubo 67 fluya hacia atrás. La unidad de control 70 controla la válvula de conmutación 65, la válvula de cierre 68 o similares.
Operación del sistema de formación
A continuación, se describirá el funcionamiento del sistema de formación 1. La figura 5 muestra un proceso de carga de tubería en el que el material de la tubería metálica 14A, que es un material, se carga desde una fuente de alimentación y un proceso de calentamiento en el que se suministra energía al material de la tubería metálica 14A para calentar el material de la tubería metálica 14A. En primer lugar, se prepara el material de la tubería metálica 14 (referirse a la figura 7A), que es un tipo de acero al que se puede aplicar el temple. El material de la tubería metálica 14 es sujetada por el aparato de formación preliminar 2, el material de la tubería metálica 14 es doblado y se obtiene el material de la tubería metálica 14A (referirse a la figura 7B). Como se muestra en la figura 5(a), el material de la tubería metálica 14A está dispuesto en el primer y segundo electrodos 17 y 18 proporcionados en el lado de la matriz inferior 11 por el primer dispositivo de manipulación 6 (referirse a la figura 1). Dado que las ranuras rebajadas 17a y 18a están formadas respectivamente en el primer y segundo electrodos 17 y 18, el material de la tubería metálica 14A está posicionado por las ranuras rebajadas 17a y 18a. A continuación, la unidad de control 70 (referirse a la figura 2) controla el mecanismo de soporte de la tubería 30 y mantiene el material de la tubería metálica 14A mediante el mecanismo de soporte de la tubería 30. Específicamente, como se muestra en la figura 5(b), la unidad de control 70 actúa un actuador (no mostrado) que puede mover el primer electrodo 17 y el segundo electrodo 18 hacia adelante y hacia atrás, y hace que el primer y segundo electrodos 17 y 18 se acerquen y se apoyen en el primer y segundo electrodos 17 y 18 posicionados verticalmente. Debido a este apoyo, ambas porciones finales del material de la tubería metálica 14A son mantenidas por el primer y segundo electrodos 17 y 18 en la dirección vertical. Además, la sujeción se realiza de manera que el primer y segundo electrodos 17 y 18 entren en estrecho contacto con toda la circunferencia del material de la tubería metálica 14A debido a la existencia de las ranuras rebajadas 17a y 18a que están formadas respectivamente en el primer y segundo electrodos 17 y 18. Sin embargo, la presente invención no se limita a la configuración en la que el primer y segundo electrodos 17 y 18 entran en estrecho contacto con toda la circunferencia del material de la tubería metálica 14A. El primer y segundo electrodos 17 y 18 pueden apoyarse en una porción del material de la tubería metálica 14A en la dirección circunferencial.
Posteriormente, como se muestra en la figura 2, la unidad de control 70 controla el mecanismo de calentamiento 50 para calentar el material de la tubería metálica 14A. En concreto, la unidad de control 70 enciende el interruptor 53 del mecanismo de calentamiento 50. En consecuencia, se suministra energía desde la fuente de alimentación 51 al material de la tubería metálica 14A, y el propio material de la tubería metálica 14A emite calor (calor joule) debido a la resistencia existente en el material de la tubería metálica 14A. En este momento, siempre se observa el valor de medición del termopar 21, y el suministro de energía se controla basándose en el resultado medido.
La figura 6 muestra el proceso de formación por soplado realizado por el aparato de formación y el flujo después del proceso de formación por soplado. Como se muestra en la figura 6, la matriz de formación por soplado 13 se acerca al material de la tubería metálica 14A calentado, y el material de la tubería metálica 14A se dispone y sella en la cavidad de la matriz de formación por soplado 13. A continuación, ambos extremos del material de la tubería metálica 14A se sellan mediante los miembros de sellado 44 operando las unidades de cilindro 42 de los mecanismos de suministro de gas 40 (también denominados figuras 4A y 4C). Una vez finalizado el sellado, se insufla gas a alta presión en el material de la tubería metálica 14A, el material de la tubería metálica 14A ablandado por calentamiento se deforma de acuerdo con la forma de la cavidad, y se obtiene el material de la tubería metálica 14b .
El material de la tubería metálica 14A se calienta a una temperatura elevada (aproximadamente 950 °C) para ser ablandado, y puede ser formado por soplado a una presión relativamente baja. Específicamente, en un caso en el que se adopta un aire comprimido que tiene una temperatura normal (25 °C) a 4 MPa como gas de alta presión, el aire comprimido se calienta a aproximadamente 950 °C en el material de la tubería metálica sellada 14A. El aire comprimido se expande térmicamente, y la presión del aire comprimido alcanza aproximadamente entre 16 y 17 MPa según la ley de Boyle Charles. Es decir, el material de la tubería metálica 14A de 950 °C se expande fácilmente por el aire del compresor que se expande térmicamente, y es posible obtener la tubería metálica 80 a través del material de la tubería metálica 14B.
La superficie periférica exterior del material de la tubería metálica 14B que se forma por soplado y expandido entra en contacto con la cavidad 16 de la matriz inferior 11 y se enfría rápidamente y, simultáneamente, entra en contacto con la cavidad 24 de la matriz superior 12, se enfría rápidamente (ya que las capacidades térmicas de la matriz superior 12 y la matriz inferior 11 son grandes y la matriz superior 12 y la matriz inferior 11 se mantienen para que tengan temperaturas bajas, si el material de tubería metálica 14B entra en contacto con la matriz superior 12 y la matriz inferior 11, el calor en la superficie de la tubería se transmite al lado de la matriz de inmediato) y se somete a enfriamiento rápido. Este método de enfriamiento se denomina enfriamiento por contacto de la matriz o enfriamiento de la matriz. Inmediatamente después de que el material de la tubería metálica 14B se enfríe rápidamente, la austenita se transforma en martensita. Como la velocidad de enfriamiento disminuye en la última mitad del enfriamiento, la martensita se transforma en otra estructura (troosita, sorbita o similar) por el calor de radiación. En consecuencia, no es necesario realizar por separado el proceso de templado. Además, en la presente realización, el enfriamiento se lleva a cabo suministrando un medio de enfriamiento a la tubería metálica 80 en lugar del enfriamiento de la matriz o además del enfriamiento de la matriz.
Como se ha descrito anteriormente, el enfriamiento se lleva a cabo después de realizar el formado por soplado en el material de la tubería metálica 14A, se abre la matriz y se obtiene la tubería metálica 80 que tiene una unidad de tubería aproximadamente rectangular 80a y una sección de brida plana en forma de placa 80b (referirse a la figura 7D).
A continuación, con referencia a las figuras 8A a 8C, se describirá en detalle el aspecto del formado realizado por la matriz superior 12 y la matriz inferior 11. Además, en las descripciones que siguen, la porción correspondiente a cada una de las unidades de tubería 80a del material de la tubería metálica 14b durante el formado y la tubería metálica 80 antes de que se abra la matriz de formación por soplado 13 se denomina "primera unidad de formación 14a", y la porción correspondiente a la sección de brida 80b se denomina "segunda unidad de formación 14b".
Como se muestra en las figuras 8A y 8B, en el aparato de formación 10 de acuerdo con la presente realización, el formado por soplado no se realiza en el estado en el que la matriz superior 12 y la matriz inferior 11 están completamente cerradas (sujetadas). Es decir, dado que se mantiene un estado de separación constante, el soplado se forma en un estado en el que las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 se forman junto a la porción de cavidad principal MC. En este estado, la porción de cavidad principal MC está formada entre la superficie sobre una línea de referencia LV1 de la cavidad 24 y la superficie sobre la línea de referencia LV2 de la cavidad 16. Además, se forma una porción de cavidad secundaria SC1 entre la superficie de una primera protuberancia 12b fuera de la porción de cavidad principal MC en la matriz superior 12 y la superficie de una primera protuberancia 11b fuera de la porción de cavidad principal MC en la matriz inferior 11. De forma similar, se forma una porción de cavidad secundaria SC2 entre la superficie de una segunda protuberancia 12c fuera de la porción de cavidad principal MC en la matriz superior 12 y la superficie de una segunda protuberancia 11c fuera de la porción de cavidad principal MC en la matriz inferior 11. La porción de cavidad principal MC y las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 se comunican entre sí. Además, en la presente realización, la superficie de la primera protuberancia 12b de la matriz superior 12 que configura la porción de cavidad secundaria SC1 y la superficie de la primera protuberancia 11b de la matriz inferior 11 se extienden hasta las porciones de extremo (los lados derechos en una superficie de papel en cada una de las figuras 8A a 8C) de la matriz superior 12 y de la matriz inferior 11 en la dirección de la anchura en un estado de separación entre sí en la dirección vertical. Del mismo modo, la superficie de la segunda protuberancia 12c de la matriz superior 12 que configura la porción de cavidad secundaria SC2 y la superficie de la segunda protuberancia 11c de la matriz inferior 11 se extienden hasta las porciones de extremo (los lados izquierdos en una superficie de papel en cada una de las figuras 8A a 8C) de la matriz superior 12 y de la matriz inferior 11 en la dirección de la anchura en un estado de separación entre sí en la dirección vertical. En consecuencia, las cavidades secundarias SC1 y SC2 comunican con el exterior de la matriz. Como resultado, como se muestra en la figura 8B, el material de la tubería metálica 14B que se ablanda por calentamiento y en el que se inyecta gas a alta presión entra no sólo en la porción de cavidad principal MC, sino también en las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2, y se expande.
En el ejemplo mostrado en las figuras 8A a 8C, dado que la porción de cavidad principal MC está configurada para tener una sección transversal rectangular, el material de la tubería metálica 14A se moldea por soplado de acuerdo con la forma y se forma en una forma tubular que tiene una sección transversal rectangular. Además, la porción corresponde a la primera unidad de formación 14a que forma una unidad de tubería 80a. Sin embargo, la forma de la porción de cavidad principal MC no está particularmente limitada. Pueden adoptarse todas las formas de sección, como una sección transversal circular, una sección transversal elíptica o una sección transversal poligonal, de acuerdo con la forma deseada. Además, dado que la porción de cavidad principal MC y las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 se comunican entre sí, una porción del material de la tubería metálica 14B entra en las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2. La porción corresponde a la segunda unidad formadora 14b que se convierte en la sección de brida 80b por aplastamiento.
Como se muestra en la figura 8C, en la etapa posterior al formado por soplado o en la etapa durante el formado por soplado, la matriz superior 12 y la matriz inferior 11 separadas entre sí se aproximan entre sí. De acuerdo con esta operación, los volúmenes de las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 disminuyen, el espacio interno de la segunda unidad deformación 14b disminuye, y la segunda unidad de formación 14b está plegada. Es decir, de acuerdo con la aproximación entre la matriz superior 12 y la matriz inferior 11, la unidad de formación 14b del material de la tubería metálica 14B que entra en las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 es prensada y aplastada. Como resultado, la segunda unidad de formación 14b que se aplasta en la dirección longitudinal del material de la tubería metálica 14B se forma en la superficie periférica exterior del material de la tubería metálica 14B. Además, el tiempo que transcurre hasta que se completa el formado a presión de la sección de brida 80b a partir del formado por soplado depende del tipo de material de la tubería metálica 14. Sin embargo, el formado a presión de la sección de brida 80b se completa en aproximadamente 1 a 2 segundos.
En el ejemplo mostrado en las figuras 8A a 8C, entre la superficie de la primera protuberancia 12b de la matriz superior 12 y la superficie de la primera protuberancia 11b de la matriz inferior 11 se forma un hueco correspondiente al grosor de la segunda unidad de conformación aplastada 14b (es decir, la sección de brida 80b) que configura la porción de cavidad secundaria SC1. Del mismo modo, entre la superficie de la segunda protuberancia 12c de la matriz superior 12 y la superficie de la segunda protuberancia 11c de la matriz inferior 11 se forma un hueco correspondiente al grosor de la segunda unidad de conformación aplastada 14b (es decir, la sección de brida 80b) que configura la porción de cavidad secundaria SC2. Incluso en este estado, las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 comunican con el exterior de la matriz. Es decir, en el ejemplo de las figuras 8A a 8C, cuando se forma la sección de brida 80b (segunda unidad de formación 14b del material de la tubería metálica 14B) de la tubería metálica 80, las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 se comunican con el exterior de la matriz desde el inicio de la formación hasta la finalización de la formación. Por consiguiente, dado que el aire en las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2 puede extraerse al exterior de la matriz desde el inicio de la formación hasta la finalización de la formación, es posible mejorar la calidad de un producto formado.
Además, puesto que la matriz superior 12 y la matriz inferior 11 se aproximan entre sí después de la conformación por soplado, no sólo se aplastan la segunda unidad de conformación 14b del material de la tubería metálica 14B que entra en las porciones de cavidades secundarias SC1 y SC2, sino también la primera unidad de conformación 14a del material de la tubería metálica 14B de la porción de cavidad principal MC. Dado que el material de la tubería metálica 14B se calienta y se ablanda, ajustando una velocidad de cierre de la matriz o del gas a presión, es posible terminar la tubería metálica 80 sin que se afloje ni se deforme.
Además, en la tubería metálica 80 obtenida, la tubería metálica 80 se transfiere desde el aparato de formación 10 al dispositivo de corte 3 utilizando el segundo dispositivo de manipulación 7. Las dos porciones de extremo 80c y 80d de la tubería metálica 80 que no están expandidas se cortan con el dispositivo de corte 3, y se obtiene la tubería metálica 90 que es un producto formado (referirse a la figura 7E).
De este modo, de acuerdo con el sistema de formación 1 que realiza una serie de procesamiento, ambos del par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 están proporcionados para no estar dispuestos en la primera línea recta L1 que conecta el aparato de formación preliminar 2 y la porción de cuerpo principal 100 del aparato de formación 10 entre sí en una vista en planta y la segunda línea recta L2 que conecta el dispositivo de corte 3 y la porción de cuerpo principal 100 entre sí en una vista en planta. En consecuencia, en el caso en que el material de la tubería metálica 14A formado preliminarmente se transporta desde el aparato de formación preliminar 2 hasta la porción de cuerpo principal 100, los mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no están dispuestos en la primera línea recta L1 que es una porción del recorrido de transporte del material de la tubería metálica 14A. En consecuencia, los mecanismos de suministro 40 y 40 del aparato de formación 10 no obstruyen el material de la tubería metálica 14A que se transporta desde el aparato de formación preliminar 2 al aparato de formación 10. Además, en el caso en que la tubería metálica formada 80 se transporta desde el aparato de formación 10 hasta el dispositivo de corte 3, los mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no están dispuestos en la segunda línea recta L2, que es una porción del recorrido de transporte de la tubería metálica 80. Por consiguiente, los mecanismos de alimentación 40 y 40 del aparato de formación 10 no obstruyen la tubería metálica 80 que se transporta desde el aparato de formación 10 hasta el dispositivo de corte 3. Por lo tanto, de acuerdo con el sistema de formación 1, dado que no es necesario aumentar el tamaño de la unidad de cilindro 42 que es el mecanismo móvil para mover los mecanismos de suministro de gas 40 y 40 o similares y no es necesario mover en gran medida las varillas de cilindro 43 de los mecanismos de suministro de gas 40 y 40 o similares, los mecanismos de suministro de gas 40 y 40 del aparato de formación 10 no obstruyen el material de la tubería metálica 14A que se transporta desde el aparato de formación preliminar 2 al aparato de formación 10 y la tubería metálica 80 que se transporta desde el aparato de formación 10 al dispositivo de corte 3.
Además, el aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3 están dispuestos en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10, el aparato de formación preliminar 2 está dispuesto en un lado en la dirección Y desde el aparato de formación 10, y el dispositivo de corte 3 está dispuesto en el otro lado en la dirección Y desde el aparato de formación 10. En este caso, el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10, y el dispositivo de corte 3 no están dispuestos en una fila en la dirección horizontal, y está dispuesto en una forma de V, una forma de U, o similares en una vista en planta. Como ejemplo específico, en un caso en el que el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 están simplemente dispuestos en fila, la longitud máxima en la dirección longitudinal (dirección Y) de la región ocupada por el sistema de conformación en una vista en planta es de aproximadamente 21 m, la longitud máxima en una dirección transversal (dirección X) de la región es de aproximadamente 13 m, y un área que se obtiene multiplicando las longitudes es de aproximadamente 273 m2 Mientras tanto, la longitud máxima en la dirección longitudinal de la región ocupada por el sistema de formación 1 de acuerdo con la presente invención en una vista en planta es de aproximadamente 17,5 m, la longitud máxima en la dirección transversal de la región es de aproximadamente 14 m, y el área es de aproximadamente 245 m2 Es decir, en comparación con el caso en el que el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 están simplemente dispuestos en fila, es posible disminuir el área de emplazamiento del sistema de formación 1 en la presente realización.
Además, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 están proporcionados en la dirección Y en un estado en el que el centro del aparato de formación 10 está interpuesto entre ellos. En consecuencia, cuando el material de la tubería metálica 14A se transporta desde el aparato de formación preliminar 2 al aparato de formación 10, es posible disponer el aparato de formación preliminar 2 con respecto al aparato de formación 10 de tal manera que el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no interfieran con el material de la tubería metálica 14A.
Además, el sistema de formación 1 incluye el primer dispositivo de manipulación 6 que transporta el material de la tubería metálica 14A desde el aparato de formación preliminar 2 hasta el aparato de formación 10, el primer dispositivo de manipulación 6 está dispuesto en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto entre el aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3. En consecuencia, es posible disponer el primer dispositivo de manipulación 6 que transporta el material de la tubería metálica 14A de tal manera que el material de la tubería metálica 14A transportado no interfiera con un mecanismo de suministro de gas 40 del aparato de formación 10. Del mismo modo, el sistema de formación 1 incluye el segundo dispositivo de manipulación 7 que transporta la tubería metálica 80 desde el aparato de formación 10 al dispositivo de corte 3, el segundo dispositivo de manipulación 7 está dispuesto en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto entre el primer dispositivo de manipulación 6 y el dispositivo de corte 3. En consecuencia, es posible disponer el segundo dispositivo de manipulación 7 de tal manera que el segundo dispositivo de manipulación 7 no obstruya la tubería metálica 80 transportada por el otro mecanismo de suministro de gas 40 del aparato de formación 10.
Además, el sistema de formación 1 incluye la pared 5 que está proporcionada en el otro lado en la dirección X desde el aparato de formación 10, y la fuente de suministro de gas 4 que está dispuesta en el otro lado en la dirección X desde la pared 5 y proporciona gas al mecanismo de suministro de gas 40. En consecuencia, la pared 5 puede disponerse en los lados opuestos al aparato de formación preliminar 2 y al dispositivo de corte 3 en el estado en el que el aparato de formación 10 se interpone entre ellos, y es posible disminuir la distancia entre la pared 5 y el aparato de formación 10 en la dirección X. En consecuencia, es posible disminuir adicionalmente el área de emplazamiento del sistema de formación 1.
Configuración del sistema de formación de acuerdo con otra realización
La figura 9 es una vista esquemática en planta del sistema de formación de acuerdo con otra realización de la presente invención. Como se muestra en la figura 9, en comparación con el sistema de formación 1 mostrado en la figura 1 y un sistema de formación 1A de acuerdo con otra realización, las relaciones de posición entre el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10, el dispositivo de corte 3, el primer dispositivo de manipulación 6, el segundo dispositivo de manipulación 7 y el recorrido 8 son diferentes entre sí.
El aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10, y el dispositivo de corte 3 están dispuestos en este orden en la dirección Y. Es decir, el aparato de formación 10 está interpuesto entre el aparato de formación preliminar 2 y el dispositivo de corte 3 en la dirección Y. Más específicamente, el aparato de formación preliminar 2 está dispuesto en un lado en la dirección Y desde el aparato de formación 10, y el dispositivo de corte 3 está dispuesto en el otro lado en la dirección Y desde el aparato de formación 10. En consecuencia, la región entre el aparato de formación preliminar 2 y el aparato de formación 10 se convierte en un recorrido de transporte lineal del material de la tubería metálica 14A que se extiende en la dirección Y, y la región entre el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 se convierte en un recorrido de transporte lineal de la tubería metálica 80 que se extiende en la dirección Y. Aquí, la primera línea recta L1 que conecta el aparato de formación preliminar 2 y el aparato de formación 10 entre sí y la segunda línea recta L2 que conecta el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 entre sí son iguales entre sí en la dirección Y. Es decir, la primera línea recta L1 se convierte en el recorrido de transporte del material de la tubería metálica 14A y la segunda línea recta L2 se convierte en el recorrido de transporte de la tubería metálica 80.
El primer dispositivo de manipulación 6 está dispuesto en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto entre el aparato de formación preliminar 2 y el aparato de formación 10. Más concretamente, el primer dispositivo de manipulación 6 está dispuesto por un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto por un lado en la dirección Y desde el aparato de formación 10. El segundo dispositivo de manipulación 7 está dispuesto en un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto entre el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3. Más concretamente, el segundo dispositivo de manipulación 7 está dispuesto por un lado en la dirección X desde el aparato de formación 10 y está dispuesto por el otro lado en la dirección Y desde el aparato de formación 10.
El par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 que incluyen el aparato de formación 10 están dispuestos en la dirección X en el estado en el que el centro del aparato de formación 10 está interpuesto entre ellos. El par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no están dispuestos en la región entre el aparato de formación preliminar 2 y el aparato de formación 10 que es el recorrido de transporte del material de la tubería metálica 14A, y en la región entre el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 que es el recorrido de transporte de la tubería metálica 80. Es decir, cada uno de los pares de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no está dispuesto sobre la primera línea recta L1 y la segunda línea recta L2.
De acuerdo con el sistema de formación 1A de otra realización, el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10, y el dispositivo de corte 3 están dispuestos en este orden en la dirección Y, y el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 incluyendo el aparato de formación 10 están dispuestos en la dirección X ortogonal a la dirección Y en el estado en el que el centro del aparato de formación 10 está interpuesto entre los mismos. En consecuencia, dado que el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no están dispuestos en el recorrido de transporte del material de la tubería metálica 14A y el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no están dispuestos en el recorrido de transporte de la tubería metálica 80, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 no obstruyen la tubería metálica 80 que se transporta desde el aparato de formación 10 hasta el dispositivo de corte 3. Además, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 pueden disponerse en la dirección X, el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10 y el dispositivo de corte 3 pueden disponerse en la dirección Y, y es posible disminuir el área de emplazamiento del sistema de formación 1A.
Además, puesto que el aparato de formación preliminar 2, el aparato de formación 10, y el aparato de corte 3 están dispuestos en este orden en la dirección Y, una serie de proceso de conformación preliminar, proceso de conformación, y proceso de corte puede realizarse secuencial y continuamente sobre el material de la tubería metálica 14A (tubería metálica 80).
A continuación, se describen realizaciones preferidas de la presente invención. Sin embargo, la presente invención no se limita a las realizaciones descritas anteriormente. Por ejemplo, en las realizaciones, el aparato de formación 10 puede no tener necesariamente el mecanismo de calentamiento 50. El material de la tubería metálica 14A puede calentarse antes de instalarse en el aparato de formación 10. En este caso, el mecanismo de soporte de la tubería 30 puede no estar configurado del primer electrodo 17 y del segundo electrodo 18.
Además, en las realizaciones descritas anteriormente, ambos del par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 pueden no estar conectados a la fuente de suministro de gas 4, y uno del par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 puede estar conectado a la fuente de suministro de gas 4. En este caso, cualquiera de los dos mecanismos de suministro de gas 40 y 40 puede estar configurado para descargar gas a alta presión.
Además, en la realización, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 se proporcionan en la dirección Y en el estado en el que el centro del aparato de formación 10 se interpone entre los mismos. En otra realización, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 se proporcionan en la dirección X en el estado en el que el centro del aparato de formación 10 se interpone entre ellos. Sin embargo, el par de mecanismos de suministro de gas 40 y 40 puede ser un solo mecanismo de suministro de gas. Es decir, el mecanismo de suministro de gas 40 está separado del centro del aparato de formación 10 y está proporcionado en la dirección X o en la dirección Y.
Además, en las realizaciones, las secciones de brida se proporcionan en las tuberías metálicas 80 y 90. Sin embargo, los sistemas de formación 1 y 1A pueden aplicarse al caso en el que se forma una tubería metálica en la que no se proporcionan las secciones de brida.
1, 1A: sistema de formación, 2: aparato de formación preliminar, 3: dispositivo de corte, 4: fuente de suministro de gas, 5: pared, 6: primer dispositivo de manipulación (dispositivo de manipulación), 7: segundo dispositivo de manipulación, 10: aparato de formación, 11: matriz inferior, 12: matriz superior, 13: matriz de formación por soplado (matriz), 14, 14A, 14B: material de la tubería metálica, 30: mecanismo de soporte de la tubería, 40: mecanismo de suministro de gas (unidad de suministro de gas), 50: mecanismo de calentamiento, 60: mecanismo de soplado, 70: unidad de control, 80, 90: tubería metálica, 80a: unidad de tubería, 80b: sección de brida, 80c, 80d: porción de extremo, 100: porción de cuerpo principal, L1: primera línea recta, L2: segunda línea recta, MC: porción de cavidad principal, SC1, SC2: porción de cavidad secundaria, X: dirección (primera dirección), Y: dirección (segunda dirección).

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de formación (1) que expande y forma una tubería metálica (14, 14A, 80) en una matriz (13), que comprende:
un aparato de formación preliminar (2) que forma preliminarmente un material de la tubería metálica (14, 14A); un mecanismo de calentamiento (50) para calentar el material de la tubería metálica (14, 14A);
un aparato de formación (10) que incluye una unidad de suministro de gas (40) que suministra gas al material de la tubería metálica (14, 14A) previamente formado y calentado para expandir el material de la tubería metálica (14, 14A) y una porción de cuerpo principal (100) a la que se une la matriz (13); y
un dispositivo de corte (3) que corta al menos una porción de la tubería metálica formada (80),
en la que la unidad de suministro de gas (40) está proporcionada para no estar dispuesta sobre una primera línea recta (L1) que conecta el aparato de formación preliminar (2) y la porción de cuerpo principal (100) en una vista en planta y una segunda línea recta (L2) que conecta el aparato de corte (3) y la porción de cuerpo principal (100) en una vista en planta;
en el que en un caso en el que las direcciones horizontales ortogonales entre sí con respecto a un centro del aparato de formación (10) son una primera dirección (X) y una segunda dirección (Y), el aparato de formación preliminar (2) y el dispositivo de corte (3) están dispuestos en un lado en la primera dirección (X) desde el aparato de formación (10),
en el que el aparato de formación preliminar (2) está dispuesto en un lado en la segunda dirección (Y) desde el aparato de formación (10), y
en el que el dispositivo de corte (3) está dispuesto en el otro lado en la segunda dirección (Y) desde el aparato de formación (10).
2. El sistema de formación de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que un par de las unidades de suministro de gas (40) se proporcionan en la segunda dirección (Y) en un estado en el que el centro del aparato de formación (10) se interpone entre las unidades de suministro de gas (40).
3. El sistema de formación de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además:
un dispositivo de manipulación (6) que transporta el material de la tubería metálica (14) desde el aparato de formación preliminar (2) hasta el aparato de formación (10),
en el que el dispositivo de manipulación (6) está dispuesto en un lado en la primera dirección (X) desde el aparato de formación (10), y está dispuesto entre el aparato de formación preliminar (2) y el dispositivo de corte (3).
4. Un sistema de formación (1) que expande y forma una tubería metálica (14, 14A, 80) en una matriz (13), que comprende:
un aparato de formación preliminar (2) que forma preliminarmente un material de la tubería metálica (14, 14A); un mecanismo de calentamiento (50) para calentar el material de la tubería metálica (14, 14A);
un aparato de formación (10) que incluye una unidad de suministro de gas (40) que suministra gas al material de la tubería metálica (14, 14A) previamente formado y calentado para expandir el material de la tubería metálica (14, 14A) y una porción de cuerpo principal (100) a la que se une la matriz (13); y
un dispositivo de corte (3) que corta al menos una porción de la tubería metálica formada (80),
en la que la unidad de suministro de gas (40) está proporcionada para no estar dispuesta sobre una primera línea recta (L1) que conecta el aparato de formación preliminar (2) y la porción de cuerpo principal (100) en una vista en planta y una segunda línea recta (L2) que conecta el aparato de corte (3) y la porción de cuerpo principal (100) en una vista en planta;
en el que, en un caso en el que las direcciones horizontales ortogonales entre sí con respecto a un centro del aparato de formación (10) son una primera dirección (X) y una segunda dirección (Y), la unidad de suministro de gas (40) está separada del centro del aparato de formación (10) y proporcionada en la primera dirección (X), y en el que el aparato de formación preliminar (2), el aparato de formación (10) y el dispositivo de corte (3) están dispuestos en la segunda dirección (Y).
5. El sistema de formación de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que un par de las unidades de suministro de gas (40) se proporcionan en la primera dirección (X) en un estado en el que el centro del aparato de formación (10) se interpone entre las unidades de suministro de gas (40).
6. El sistema de formación de acuerdo con la reivindicación 4 o 5,
en el que el aparato de formación preliminar (2), el aparato de formación (10) y el dispositivo de corte (3) están dispuestos en este orden en la segunda dirección (Y).
7. El sistema de formación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además: una pared (5) que está proporcionada en el otro lado en la primera dirección (X) desde el aparato de formación (10); y
una fuente de suministro de gas (4) que se proporciona en el otro lado en la primera dirección (X) desde la pared (5) y proporciona el gas a la unidad de suministro de gas (40).
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